OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 3 2023 95 MATERIAL SCIENCE Co-Cr-Fe-Ni-Mn-B может образовываться большое количество боридов или твердых растворов на основе боридов с совпадающими пространственными группами симметрии (ПГС) и положением дифракционных максимумов. В связи с вышесказанным на рис. 7 представлена только пространственная группа симметрии, без указания конкретного состава фазы. Во всех образцах зафиксировано формирование твердого раствора с ГЦК-кристаллической решеткой. При этом покрытие, полученное без добавления частиц CrB, является однофазным. В образцах с 5 и 10 % CrB зарегистрированы слабые рефлексы в районе 31°, 56° и 78° 2Θ, которые соответствуют бориду с орторомбической кристаллической решеткой (ПГС Fddd). Среди таких боридов можно выделить Cr2B, Mn2B и твердые растворы на их основе: (Cr,Fe)2B, (Cr,Mn)2B. В соответствии с результатами энергодисперсионного анализа и микроструктурных исследований можно предположить, что в отмеченных покрытиях формируются бориды типа (Cr,Mn,Fe)2B. Увеличение доли борида хрома в наплавочной смеси до 20 и 30 % приводит к появлению на дифрактограммах рефлексов от боридов с орторомбической (ПГС Cmcm) и тетрагональной (ПГС I4/mcm) кристаллическими решетками. В рассматриваемой системе боридами с решеткой, относящейся к ПГС Cmcm, являются CrB, FeB и MnB. Как было отмечено выше, в образце, полученном при наплавке смеси, содержащей 30 % CrB, наблюдаются области, близкие по составу к исходному бориду и практически не содержащие других элементов. Таким образом, можно предположить, что рефлексы от фазы с ПГС Cmcm соответствуют боридам CrB, образовавшимся из расплава или не до конца растворившимся в процессе наплавки. Структурой с ПГС I4/mcm обладают такие бориды, как Mn2B, Co2B, Ni2B и Fe2B. Ранее было показано, что значительным отличием структуры покрытий с содержанием CrB ≥ 20 % является смена морфологии формируемой эвтектики с пластинчатой на «скелетную». При этом в «скелетной» эвтектике концентрация Cr и Fe значительно ниже, чем Co, Mn и Ni. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что боридная фаза в эвтектике представлена твердым раствором на базе химического соединения (Ni,Co,Mn)2B. На основании проведенных исследований можно предположить следующую схему формирования фазового состава покрытий, полученных наплавкой порошковых смесей с различным содержанием CrB. При концентрации CrB 5 % (формируется доэвтектическая структура): – кристаллизация ванны расплава начинается с образования дендритов ГЦК-твердого раствора; – повышение концентрации бора в расплаве приближает его состав к эвтектическому; – в междендритном пространстве кристаллизуется эвтектика, состоящая из (Cr,Mn,Fe)2B и ГЦК-фазы. При концентрации CrB 10 % (формируется заэвтектическая структура): – выделение первичных боридов (Cr,Mn,Fe)2B; – кристаллизация эвтектики, состоящей из (Cr,Mn,Fe)2B и ГЦК-фазы. При концентрации CrB 20 и 30 %: – первичное выделение из ванны расплава кристаллов CrB, обладающих более высокой температурой плавления, чем фаза Cr2B; – формирование фазы (Cr,Mn,Fe)2B вокруг кристаллов CrB; – кристаллизация эвтектики, состоящей из (Ni,Co,Mn)2B и ГЦК-твердого раствора. Предполагается, что смена типа эвтектики с (Cr,Mn,Fe)2B + ГЦК-фаза на (Ni,Co,Mn)2B + ГЦК-фаза обусловлена уменьшением содержания хрома в расплаве в результате первичного выделения богатых хромом фаз типа CrB и (Cr,Mn,Fe)2B. Результаты измерения микротвердости сформированных материалов Оценка механических свойств покрытий проводилась путем измерения микротвердости по методу Виккерса. На рис. 8 представлены средние значения микротвердости наплавленных слоев. Среднее значение микротвердости покрытия, полученного без добавления порошка CrB, составила 192 ± 5 HV0,1, что соответствует твердости материала основы. Введение 5 % CrB привело к повышению твердости до 263 ± 15 HV0,1. Увеличение доли порошка CrB в наплавляемой смеси до 10, 20 и 30 % привело к повышению средних значений микротвердости до 543 ± 59 HV0,1, 762 ± 43 HV0,1 и 1141 ± 91 HV0,1 соответственно. Существенный рост твердости
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1